換熱器計(jì)算課件

傳熱過程分析與換熱器熱計(jì)算本章的學(xué)習(xí)目的分析實(shí)際傳熱問題的能力綜合應(yīng)用三種基本傳熱方式及其相關(guān)公式的能力了解換熱器的基本知識(shí)和設(shè)計(jì)過程§

7-1傳熱過程的分析和計(jì)算

傳熱過程？基本計(jì)算式(傳熱方程式)？式中：K是傳熱系數(shù)(總傳熱系數(shù))。對于不同的傳熱過程，K的計(jì)算公式也不同。1通過平壁的傳熱K的計(jì)算公式？說明：(1)h1和h2的計(jì)算；（2）如果計(jì)及輻射時(shí)對流換熱系數(shù)應(yīng)該采用等效換熱系數(shù)(總表面?zhèn)鳠嵯禂?shù))單相對流：膜態(tài)沸騰：(7-24)(6-23)2通過圓管的傳熱hiho內(nèi)部對流：圓柱面導(dǎo)熱：外部對流：其中：3通過肋壁的傳熱肋壁面積：穩(wěn)態(tài)下?lián)Q熱情況：A1A2Ai肋面總效率定義肋化系數(shù)：

則傳熱系數(shù)為所以，只要就可以起到強(qiáng)化換熱的效果。4帶保溫層的圓管傳熱——臨界熱絕緣直徑圓管外敷保溫層后：可見，保溫層使得導(dǎo)熱熱阻增加，換熱削弱；另一方面，降低了對流換熱熱阻，使得換熱贈(zèng)強(qiáng)，那么，綜合效果到底是增強(qiáng)還是削弱呢？這要看d/ddo2和d2/ddo22的值可見，確實(shí)是有一個(gè)極值存在，那么，到底是極大值，還是極小值呢？從熱量的基本傳遞規(guī)律可知，應(yīng)該是極大值。也就是說，do2在do1~dcr之間，是增加的，當(dāng)do2大于dcr時(shí)，降低。or§

7-2換熱器的型式及平均溫差換熱器的定義：用來使熱量從熱流體傳遞到冷流體，以滿足規(guī)定的工藝要求的裝置2換熱器的分類：三種類型換熱器簡介3間壁式換熱器的主要型式套管式換熱器：最簡單的一種間壁式換熱器，流體有順流和逆流兩種，適用于傳熱量不大或流體流量不大的情形順流逆流(2)管殼式換熱器：最主要的一種間壁式換熱器，傳熱面由管束組成，管子兩端固定在管板上，管束與管板再封裝在外殼內(nèi)。兩種流體分管程和殼程。增加管程進(jìn)一抗步增盆加管針程和耍殼程(3要)交叉鼓流換貞熱器少：間壁校式換傻熱器廣的又金一種蟲主要傻形式急。其任主要胞特點(diǎn)初是冷例熱流鈔體呈棄交叉替狀流先動(dòng)。則交叉哨流換皆熱器渡又分聞管束隸式、區(qū)管翅仔式和氧板翅抱式三織種。(c蒜)板翅剛式交饅叉流溜換熱閣器(4毒)板式元換熱診器：由一福組幾細(xì)何結(jié)羽構(gòu)相略同的館平行汽薄平魯板疊水加所澤組成追，冷逝熱流狀體間脅隔地岡在每化個(gè)通構(gòu)道中方流動(dòng)扮，其驗(yàn)特點(diǎn)套是拆李卸清賊洗方乎便，狹故適尺用于泉含有仿易結(jié)精垢物喬的流譜體。單位溉體積也內(nèi)所義包含膊的換總熱面殘積作販為衡欺量換津熱器宴緊湊鑰程度礙的衡漠量指樓標(biāo)，辰一般休將大跑于70罩0m磁2/養(yǎng)m3的換貪熱器晚稱為緊湊鬼式換芬熱器，板臟翅式析換熱貪器多技屬于緩緊湊稻式，趟因此聰，日未益受監(jiān)到重扭視。(5)螺旋溉板式縫換熱雄器：換熱煮表面垮由兩掀塊金稈屬板循卷制辰而成便，有鑄點(diǎn)：忍換熱炕效果寒好；姐缺點(diǎn)峽：密打封比晴較困界難。4簡單雞順流臥及逆昏流換殼熱器許的對露數(shù)平吵均溫固差傳熱量方程祖的一姑般形畢式：這個(gè)洽過程絕對于愛傳熱杯過程久是通周用的媽，但銅是當(dāng)逐溫差抹沿樸整個(gè)數(shù)壁面庭不是尺常數(shù)宴時(shí)，文比如股等壁夜溫條藥件下懲的管墳內(nèi)對起流換鼓熱，旱以及管我們團(tuán)現(xiàn)在推遇到代的換釋熱器枝等。拒對于徑前者賊我們幕曾經(jīng)笨提到母過對唱數(shù)平泉均溫棕差(L毫MT斃D)的公印式，需但是蕩沒有臺(tái)給出濃推導(dǎo)庫。下墾面我犁們就諷來看夢看LM乓TD的推達(dá)導(dǎo)過鄉(xiāng)豐程dthdtcthtc以順流情況而為例登，并右作如虎下假金設(shè)：（1）冷危熱流酸體的呀質(zhì)量賴流量qm暗2、qm我1以及籍比熱廊容c2尊,c居1是常揉數(shù)；(2改)傳熱更系數(shù)箱是常揉數(shù)；變（3）換犧熱器體無散服熱損死失；瞧（4）換社熱面栗沿流叢動(dòng)方降向的奸導(dǎo)熱門量可雕以忽言略不電計(jì)。要想堵計(jì)算鴨沿整怠個(gè)換奴熱面孔的平成均溫雀差，硬首先天需要后知道箭當(dāng)?shù)叵夭钭祀S換釋熱面貌積的抄變化儉，即插，然鋼后再鉛沿整葵個(gè)換藝熱面癢積進(jìn)音行平丙均在前石面假獸設(shè)的稍基礎(chǔ)酬上，刷并已銜知冷掀熱流慘體的采進(jìn)出送口溫亂度，萌現(xiàn)在消來看退圖7-黑13中微尼元換泡熱面dA一段厭的傳禾熱。侮溫差決為：在固蜂體微砍元面dA內(nèi)，度兩種裳流體齊的換陪熱量未為:對于翁熱流偏體和蛾冷流院體:可見冰，當(dāng)遣地溫去差隨日換熱閑面呈層指數(shù)米變化冠，則軟沿整搖個(gè)換澡熱面鋼的平分均溫礦差為咸：(1胳)(2絮)(3杏)(1飄)+青(2普)+罵(3務(wù))對數(shù)枯平均默溫差順流剛：逆流令時(shí)：其他牧過程悄和公念式與月順流崗是完娘全一體樣，布因此爛，最爪終仍波然可霧以得到碎：順流排和逆捧流的搜區(qū)別緞在于區(qū)：順流畫：逆流映：或者礦我們度也可粘以將盆對數(shù)涉平均呈溫差毀寫成內(nèi)如下垃統(tǒng)一棍形式(順流豎和逆靠流都棟適用)5算術(shù)雕平均句溫差平均基溫差攤的另依一種影更為掘簡單如的形昏式是兩算術(shù)介平均泄溫差趣，即算術(shù)平均溫差相當(dāng)于溫度呈直線變化的情況，因此，總是大于相同進(jìn)出口溫度下的對數(shù)平均溫差，當(dāng)時(shí)，兩者的差別小于4％；當(dāng)時(shí)，兩者的差別小于2.3％。6其他疤復(fù)雜們布置公時(shí)換熊熱器買平均航溫差瘦的計(jì)黃算以上憂所討鬧論的錘對數(shù)晨平均禾溫差(L垮MT乖D)只是扣針對緞純順撒流和難純逆鹿流情鈔況，拐而這掩種情留況的延出現(xiàn)誓是比芹較少六的，霞實(shí)際龍換熱裳器一黑般都菊是處間于順絨流和丸逆流解之間成，或某者有誼時(shí)是跳逆流織，有汗時(shí)又?jǐn)朗琼樔玖?。留對于幫這種薯復(fù)雜續(xù)情況桃，我還們當(dāng)碎然也境可以道采用蝦前面煉的方斬法進(jìn)計(jì)行分梨析，情但數(shù)裳學(xué)推股導(dǎo)將爸非常蜜復(fù)雜愈，實(shí)軋際上要，逆埋流的霧平均司溫差芬最大銀，因儉此，巾人們藍(lán)想到訂對純奪逆流四的對鳥數(shù)平迷均溫蟻差進(jìn)利行修宋正以單獲得渴其他計(jì)情況腥下的蓄平均賠溫差比。是給歲定的如冷熱唱流體脹的進(jìn)買出口僅溫度食布置巴成逆侄流時(shí)齊的LM達(dá)TD，是唱小于1的修丑正系夾數(shù)。息圖7-疫15嫩~寬7晌-1秤7分別灘給出嗽了管想殼式悄換熱品器和狗交叉遷流式啊換熱刺器的漿蜜。關(guān)于悲的維注意禿事項(xiàng)（1）熱值取舞決于收無量驅(qū)綱參剛數(shù)P和R式中硬：下憐標(biāo)1、2分別侵表示孫兩種干流體強(qiáng)，上受角標(biāo)`表示鑒進(jìn)口航，``表示伍出口拉，圖翼表中懇均以P為橫塵坐標(biāo)嬌，R為參諒量。（3）R的物判理意產(chǎn)義：父兩種臨流體粉的熱慕容量晴之比（2）P的物士理意燭義：對流體2的實(shí)圣際溫貪升與凡理論鄉(xiāng)豐上所充能達(dá)眠到的最宇大溫罰升之?dāng)”龋杆葬樦荒芤∮?（4）對于繳管殼殼式換恭熱器路，查紅圖時(shí)順需要蘇注意錦流動(dòng)胖的“桃程”說數(shù)7各種致流動(dòng)窗形式太的比坦較順流擁和逆禾流是管兩種絲式極端怠情況奶，在皂相同度的進(jìn)鍋出口猜溫度榜下，沉逆流杜的層最大皺，順起流則貍最小甜；順流兵時(shí)段，而曬逆流熊時(shí)，篇?jiǎng)t躁可能歇大于歡，可帆見，供逆流略布置醉時(shí)的芹換熱壘最強(qiáng)你。InOutInOut(3噴)那么卡是不覆是所惹有的看換熱禁器都貓?jiān)O(shè)計(jì)棉成逆靜流形禮式的告就最他好呢慌？不防是，營因?yàn)槟揭慌_(tái)她換熱存器的欠設(shè)計(jì)方要考新慮很廉多因稻素，私而不威僅僅薄是換咬熱的根強(qiáng)弱均。比趴如，熊逆流碎時(shí)冷撞熱流膊體的等最高導(dǎo)溫度仙均出煎現(xiàn)在荷換熱還器的速同一尤側(cè)，歲使得件該處風(fēng)的壁唱溫特終別高抖，可殖能對罪換熱看器產(chǎn)我生破丘壞，炎因此瘦，對升于高孕溫?fù)Q盜熱器擔(dān)，又度是需舍要故蟲意設(shè)匪計(jì)成奏順流(4限)對于籮有相哪變的越換熱番器，門如蒸四發(fā)器著和冷冊凝器杠，發(fā)希生相送變的孔流體懂溫度敵不變嚴(yán)，所齡以不獲存在耍順流扯還是勢逆流蔑的問宴題。xTInOutxTInOut冷凝蒸發(fā)§7-創(chuàng)3換熱酸器的尾熱計(jì)悠算換熱莫器熱毅計(jì)算龍分兩聾種情朝況：設(shè)計(jì)手計(jì)算和校核鐮計(jì)算(1熔)設(shè)計(jì)健計(jì)算擺：設(shè)計(jì)漲一個(gè)塞新的掛換熱在器，彼以確安定所采需的手換熱鳴面積校核順計(jì)算用：對已張有或笨已選護(hù)定了滲換熱輝面積拌的換托熱器冊，在模非設(shè)計(jì)工跨況條蟲件下簡，核浩算他鳳能否惕勝任康規(guī)定靈的新映任務(wù)勤。換熱撇器熱憲計(jì)算識(shí)的基嫌本方爸程式曠是傳熱雕方程膽式及熱平蹤蝶衡式式中書，井不是靜獨(dú)立扇變量裂，因果為它沉取決拆于螺以議及換泛熱器嘆的布餐置。默另外收，根宋據(jù)公辰式(7雨-1橫5)可是扣，一漿旦和螺以艷及調(diào)中的傻三個(gè)烏已知防的話列，我們就極可以蘿計(jì)算餅出另轎外一出個(gè)溫頓度。涂因此替，上頁面的鎮(zhèn)兩個(gè)財(cái)方程中共波有7個(gè)未嘉知數(shù)題，即需要水給定露其中末的5個(gè)變蝦量，辨才可牙以計(jì)丸算另績外三淋個(gè)變絨量。對于設(shè)計(jì)剖計(jì)算而言址，給滾定的剝是稱，以究及進(jìn)赴出口溫度洋中的泛三個(gè)賺，最公終求對于校核蜻計(jì)算而言壺，給蟲定的消一般荒是些，桑以及2個(gè)進(jìn)商口溫度訴，待百求的隨是換熱口器的唉熱計(jì)思算有泊兩種雹方法烏：平均什溫差勝法效能-傳熱瓶單元賺數(shù)(-笑NT狗U)法平均啟溫差堵法：就是桃直接鉗應(yīng)用呢傳熱稻方程麗和熱齒平衡機(jī)方程倦進(jìn)行戒熱計(jì)算淡，其煩具體膚步驟弦如下只：對于設(shè)計(jì)夸計(jì)算解（已穿知捎，刺及進(jìn)華出口呢溫度怠中的堆三個(gè)窗，求命）初步泛布置威換熱嘉面，憂并計(jì)字算出砍相應(yīng)跪的總溪傳熱月系數(shù)k根據(jù)坦給定征條件印，由急熱平碧衡式絹求出糞進(jìn)、靜出口朝溫度竿中的永那個(gè)令待定溪的溫尤度由冷津熱流墻體的4個(gè)進(jìn)箱出口汪溫度遣確定纖平均哈溫差由傳線熱方幸程式碑計(jì)算卡所需茅的換更熱面付積A，并閉核算握換熱你面流池體的集流動(dòng)他阻力如果澤流動(dòng)遙阻力晚過大至，則匠需要貪改變壁方案勻重新延設(shè)計(jì)濫。對于校核博計(jì)算矮（已姻知乏，及授兩個(gè)躍進(jìn)口勾溫度瞞，求哲）先假截設(shè)一夢個(gè)流鳴體的僑出口挽溫度拜，按臟熱平揚(yáng)衡式陶計(jì)算誕另一攜個(gè)出似口溫穗度根據(jù)4個(gè)進(jìn)路出口離溫度暈求得卸平均龜溫差根據(jù)卵換熱爆器的狹結(jié)構(gòu)先，算盟出相瓦應(yīng)工捕作條間件下持的總衰傳熱弓系數(shù)k已知kA和予，按勇傳熱采方程間式計(jì)察算在自假設(shè)覽出口稿溫度窩下的根據(jù)4個(gè)進(jìn)羊出口績溫度芹，用瞞熱平番衡式伏計(jì)算登另一物個(gè)象，香這個(gè)價(jià)值和輪上面初的逼，乓都是私在假充設(shè)出柿口溫宏度下只得到賢的，反因此紹，都區(qū)不是配真實(shí)抓的換默熱量比較宅兩個(gè)麗值，語滿足末精度絹要求柳，則勒結(jié)束活，否宜則，勾重新心假定款出口意溫度隱，重仙復(fù)(1逗)~夠(6佩)，直寒至滿沙足精給度要卻求。2效能-傳熱陷單元靠數(shù)法(1規(guī))換熱洋器的蘇效能充和傳塘熱單拔元數(shù)換熱些其效弱能的檢定義扣是基今于如吊下思隔想：兇當(dāng)換蹤蝶熱器示無限促長，防對于墊一個(gè)逆流旗換熱崖器來講訓(xùn)，則固會(huì)發(fā)壘生如撞下情余況a當(dāng)鞋時(shí)謹(jǐn)，運(yùn)，則b當(dāng)盲時(shí)肯，策，則于是斑，我痕們可匠以得乳到然而叢，實(shí)揉際情掠況的斥船熱墊量q總是呼小于悲可能怎的最企大傳傷熱量qma牲x，我根們將q/隙qma緩x定義祝為換納熱器槽的效沉能，裝并用壓表示殃，即對于葉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